[发明专利]具有内置奇模振荡抑制的阻抗元件

说明书

提供了一种用于功率放大器的晶体管封装。晶体管封装包括多个射频RF路径，所述多个射频RF路径包括第一RF路径和第二RF路径。每个RF路径包括晶体管承载管芯和至少一个5阻抗元件。晶体管封装包括将第一RF路径中的第一阻抗元件电耦合到第二RF路径中的第二阻抗元件的电路部分，其中电路部分包括至少一个电阻器。

技术领域

本公开涉及功率放大器，并且特别地，涉及具有诸如可被用在例如用于无线通信应用的电路中的功率放大器中的内置奇模振荡抑制的金属氧化物半导体电容器/集成无源器件（MOSCAP/IPD）。

背景技术

常常需要在蜂窝基站中使用的射频（RF）功率放大器输出超过500W的峰值功率电平。这些功率放大器又需要具有大管芯外围的晶体管来提供所需的功率。对于更低的功率应用，晶体管可仅需要单个管芯。然而，对于高功率应用，可常常在单个封装中使用两个或多于两个管芯以满足功率要求。

图1说明了典型的封装10配置的物理视图，而图2说明了图1的对应电路示意图。晶体管封装10由两个RF路径12a和12b（统称为RF路径12）组成。每个RF路径12由管芯14以及输入上的一个或多个阻抗元件16a和16b（统称为调谐元件16）和输出上的可能的一个阻抗元件16组成。一个或多个阻抗元件16可以是一个或多个分路调谐元件。这些阻抗元件16通常或者是金属氧化物半导体电容器（MOSCAP）、金属-绝缘体-金属（MIM）电容或者是集成无源器件（IPD），其中一个或多个阻抗元件16可具有电容15。使这些阻抗元件16与具有接合线电感17的接合线18相连接，所述接合线18还被用来将这些阻抗元件16连接到晶体管封装10的输入引线20和输出引线22。在图1的示例中，存在有由两个RF路径12共享的单组输入和输出引线20、22。

图3说明了与图1类似的晶体管封装10配置，但是其中每个RF路径12具有它自己的一组输入和输出引线20、22。这些引线20、22通常在如在图3中示出的印刷电路板（PCB）11上被连接，其中在封装10内部可以没有引线的连接。图4说明了图3的对应电路示意图。

使用两个并行路径来放大偶模信号。如图5中示出的，偶模信号是在并行路径的合并点和分开点处具有相等幅度和相位的那些信号。然而，在并行连接的两个或多于两个路径的情况下，有可能存在奇模信号。奇模信号是图6中示出的、在两个并行路径的合并点和分开点处具有相等幅度但是相反相位的那个信号。因为在分开和合并节点处两个奇模分量总是彼此完全相反，所以在这些点处形成了虚短路（virtual short）。

在晶体管中的某些增益和反馈条件下，在两个路径之间可存在有奇模振荡。这个奇模振荡可以使功率放大器（PA）的性能降级并且甚至可对在功率放大器中使用的晶体管或其他部件造成损坏。

防止奇模振荡的常见解决方案是在两个RF路径12之间添加阻尼电阻器。由于信号分量的相反相位将在电阻器两端建立电势差，所以这个电阻器将损耗引入任何奇模信号内容。如果正确选择了电阻器的值和位置，这个损耗可消除将会导致奇模振荡的条件。注意到，由于偶模信号分量同相，所以在电阻器两端不存在偶模电势差，因此这个电阻器不会将损耗引入偶模信号。

可以在包括管芯14的输入和输出侧的奇模环路内添加阻尼电阻器24。如果需要，可以添加多个电阻器24a-24b（统称为电阻器24和/或阻尼电阻器24）。通常，尽可能靠近管芯来添加阻尼电阻器24。这将允许阻尼电阻器24在尽可能宽的频率范围内是有效的。一些管芯14在输入和/或输出上具有内置电阻器24以及正是为了这个目的的单独的接合焊盘。图7说明了这个。图8说明了图7的对应电路示意图。

在其他情况下，具有内置电阻器24和额外接合焊盘的管芯14可能是无法获得的。在这种情况下，如图9中示出的，可以在晶体管封装的外部、在印刷电路板（PCB）11上添加阻尼电阻器24（即奇模电阻器），这可能要求晶体管封装10具有用于每个RF路径12的单独的输入引线和输出引线。并且它可能不像具有更靠近管芯14定位的阻尼电阻器24的解决方案那样有效。图10说明了图9的对应电路示意图。

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